ABSTRACT
Groundwater is the main source of drinking water for the rural
population in the commune of Loulouni in southern Mali. The commune is
experiencing water shortages due to population growth and climate variability.
The objective of this study is to identify potential groundwater zones in order
to facilitate the drilling of boreholes and help decision-makers to improve the
rate of access to drinking water in this commune. The data used are mainly
cartographic data, hydroclimatic data, borehole data and satellite images. The
methodology adopted consisted in the automatic extraction of lineaments using
the PCI Geomatica LINE module on Sentinel-2b images. This extraction made it
possible to detect lineaments whose validation was carried out by comparing the
preferential directions with those of previous work. Also, the multi-criteria
analysis and decision tree methods made it possible to map potential
groundwater areas with seven decision criteria: slope, effective infiltration,
drainage density, fracture density, alteration thickness, geology, and land
use. Borehole flows were superimposed on the potential maps for validation of
the thematic maps. Thus over the entire study area, 7803 lineaments were
extracted. Four (4) classes of groundwater potentialities were identified. The
excellent and good classes dominate with 81%, the poor and bad potentiality
classes are weakly represented with 19% of the total surface area of the
commune resulting from the map obtained by the multi-criteria analysis.
Furthermore, using the decision tree method, the excellent and good classes
represent 74% and the mediocre and bad classes represent 26% of the territory.
The comparison of these potentiality maps reveals that the kappa coefficient is
reliable and gave a moderate agreement with a value K = 0.47.The consistency
between the two methods was confirmed by a surface analysis with a percentage
of 35.82%. Indeed, the decision tree method seems to better predict areas with
high groundwater potential in the rural commune of Loulouni compared to the
multi-criteria analysis method. This thematic map can be used as an orientation
tool for future prospecting and also for water drilling in the rural commune of
Loulouni.
Key words: Remote sensing, GIS, Groundwater,
Multicriteria Analysis, Decision Tree Rural, Commune of Loulouni.
INTRODUCTION
GÉNÉRALE
L'eau est indispensable à la vie et constitue un enjeu
important pour le développement durable. Elle est une ressource
essentielle aux besoins fondamentaux de l'homme et son environnement. Selon une
étude de l'Organisation des Nations Unies (ONU) en
2017, la demande en eau augmentera de 50% d'ici 2030, notamment en raison des
besoins de l'industrie, de l'énergie et l'accroissement de la
population.
Au niveau mondial, les réserves d'eau sont
considérables et estimées à 1,4 milliards de
km3 (FAO, 2011).Cependant, la majeure partie de cette eau (97,5%)
est présente sous forme d'eau salée dans les mers et les
océans et est difficilement valorisable pour les activités
humaines. Il ne reste donc que 2,5% d'eau propre à la consommation
humaine. De ce pourcentage d'eau douce, une infime partie (<1%) soit
près de 8500000 km3 est présentement disponible et
constituée essentiellement d'eaux souterraines(Youan Ta, 2008).
Les ressources en eau de surface, très
vulnérables aux changements climatiques et à la pollution, sont
devenues insuffisantes pour répondre aux besoins en eau (Feumba et
al., 2011 ; Jofack, 2016).Le recours à l'eau souterraine
est maintenant systématique compte tenu du contexte des pénuries
économiques d'eaux que connaissent actuellement les pays africains (FAO,
2011). En effet, les eaux souterraines constituent la réserve majeure
d'eau douce exploitable sur les terres émergées (PNUD, 2013).
Au Mali, les ressources en eaux souterraines sont
estimées à 2 700 milliards de m3 de réserves
statiques avec un taux annuel de renouvellement évalué à
66 milliards de m3. La population malienne dans sa totalité
consomme près de 107 milliards de m3 par an, la majeure
partie provient des eaux de nappes (Mali Sahel, 2014). Le pays dispose donc
d'une grande quantité de ressource en eau. Cet énorme potentiel
n'est exploité qu'à 0,2%. Toutefois, il y a plus de 30% de la
population malienne qui n'a toujours pas accès à l'eau
facilement.
Subséquemment,les approches traditionnelles de
l'exploration des eaux souterraines par les forages, l'hydrogéologie, la
géologie et la géophysique sont extrêmement
coûteuses, prennent beaucoup de temps et requièrent une
main-d'oeuvre qualifiée. À cet égard, la
télédétection et les techniques des SIG ont
récemment attiré l'attention de nombreux chercheurs.
Les études menées dans des contextes
différents ont montré l'intérêt et l'importance de
l'analyse des linéaments sur les images satellitaires pour la
prospection hydrogéologique (Biémiet al., 1991 ;
Andersson et al., 1992 ; El Hadani, 1997 ; Lee et
al.,2012 ;Jourda, 2005 ;Youan Ta, 2008 ;Dibi,
2008 ; Jofacket al., 2014 ; Adon, 2015 ; Pinatibiet
al., 2015 ; Ouedraogo, 2016 ;Abdelfettah et Bouabdellah, 2018).
Aussi, Lee et al. (2015) ont utilisé les techniques d'arbres de
décision pour la cartographie de la productivité potentielle des
eaux souterraines en Corée.
La commune rurale de Loulouni, est majoritairement
constituée par le socle où la question d'eau souterraine engendre
beaucoup de soucis tels que des pénuries d'eaux dues à
l'augmentation démographique et la variabilité climatique.Or, la
commune n'a jamais fait l'objet d'étude préalable sur la
recherche des eaux souterraines par la télédétection et
SIG.Cette étude serait la première investigation menée sur
la base des études en télédétection et SIG dans la
commune de Loulouni.
C'est dans ce contexte que s'inscrit notre étude
intitulée: « Cartographie des zones potentielles d'eaux
souterraines dans la commune rurale de Loulouni (Sud du Mali) : Apport de
la télédétection et des Systèmes d'Informations
Géographiques ».
L'objectif principal de ce travail est d'identifier des zones
de fortes potentialités en eaux souterraines dans la commune rurale de
Loulouni pour faciliter la réalisation des futurs forages d'eaux.
De façon spécifique, il s'agit de :
· élaborer les cartes des
fractures(linéaments) par extraction automatique et de l'occupation du
sol à l'aide d'images satellitaires optiques (Sentinel-2B) ;
· cartographier les potentialités en eaux
souterraines à partir des techniques d'arbres de décision et de
l'Analyse Multicritère ;
· établir une échelle de comparaison entre
les méthodesde cartographie des potentialités utilisées
dans le but de voir la pertinence des résultats obtenus par ces
méthodes.
Pour mener à bien cette étude, ce travail a
été subdivisé en trois (3)grandes parties. La
première partie sera consacrée aux
généralités. La deuxième partie présentera
le matériel et les méthodes et la troisième partie se
focalisera sur les résultats, et discussion. Enfin, une conclusion
générale suivie de perspectives et des références
bibliographiques termineront ce document.
PREMIÈRE
PARTIE :GÉNÉRALITÉS
|
| 
